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自适应空间密度滤波的ICESat-2激光雷达测深

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武汉大学学报(信息科学版) 2025年第1期50卷 83-96页

作者：谌一夫李帅张东方乐源王力哲湖北珞珈实验室湖北武汉430079 中国地质大学(武汉)计算机学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430074

冰、云和陆地高程卫星2号(ice,cloud and land elevation satellite-2,ICESat-2)搭载了先进地形激光测高系统(advanced topographic laser altimeter system,ATLAS),该系统采用光子计数探测模式,可获取高精度的地表高程信息。ATLAS使用532 nm波段激光器,具备一定的水深探测能力,为星载数据近岸水深探测提供了新手段。利用ICESat-2ATLAS数据进行测深,关键问题是如何实现不同区域、不同环境、不同密度分布条件下信号光子的自动探测与提取。为解决此问题,提出了一种基于自适应空间滤波的ICESat-2数据测深方法,该方法首先将水面以上、水面和水下区域的原始光子进行分离,随后基于可变椭圆密度滤波核精确提取水面与水底光子,椭圆密度滤波核参数根据不同水深下光子密度的分布特点自适应确定,最终实现浅海水深测量。实验结果表明,所提方法获取的ICESat-2测深结果与机载激光雷达测深结果的相关系数达到0.93,均方根误差为0.51 m,具有较高的测深精度。

关键词： ICESat-2 ATLAS 光子计数测深自适应空间密度滤波

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考虑界面热阻效应的成层饱和土地基热固结分析

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 213-222页

作者：闻敏杰王宗琴涂园刘开富浙江理工大学建筑工程学院中国地质大学工程学院

热排水固结法作为一种新型的地基加固方法，可以明显地加速软土地基固结效率.但软土固结过程中热阻效应会降低热量的传递速率.为了预测成层饱和土地基界面的接触热阻，提出了一种广义非完全热接触模型.基于热-水-力耦合理论，建立了变... 详细信息

热排水固结法作为一种新型的地基加固方法，可以明显地加速软土地基固结效率.但软土固结过程中热阻效应会降低热量的传递速率.为了预测成层饱和土地基界面的接触热阻，提出了一种广义非完全热接触模型.基于热-水-力耦合理论，建立了变温度荷载作用下成层饱和土地基固结的计算模型.采用Laplace变换得到了温度增量、超静孔隙水压力和位移的半解析解.讨论了界面4种不同热接触模型下两层饱和土地基的热固结特性，考察了接触传递系数RT、局部接触系数ηT对热固结的影响.结果表明：由于接触热阻的存在，饱和土界面的温度增量呈跳跃现象，界面附近第一层的超孔隙水压力明显增大，而位移比完全热接触模型的值要小.为热排水固结法在软基处理中的应用提供理论依据.

关键词：成层饱和土地基热固结接触热阻热-水-力耦合广义非完全热接触模型接触传递系数局部接触系数 Laplace变换

水库型岩质边坡模型试验固-液两相相似材料研制与应用

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地球科学 2025年

作者：安彩龙王亮清田建林张成柯睿孙自豪牛奕凯中国地质大学(武汉)工程学院

相似材料是水库型岩质边坡模型试验的关键。通过正交试验和大量室内试验研制出一种能同时模拟边坡岩体物理力学性能和渗流作用相似的固-液两相相似材料，该材料以石英砂、铁精粉和重晶石粉为骨料、水泥和石膏为胶结剂、硅油为调节剂。... 详细信息

相似材料是水库型岩质边坡模型试验的关键。通过正交试验和大量室内试验研制出一种能同时模拟边坡岩体物理力学性能和渗流作用相似的固-液两相相似材料，该材料以石英砂、铁精粉和重晶石粉为骨料、水泥和石膏为胶结剂、硅油为调节剂。系统研究不同配比对材料力学性质的影响规律，确定各性能的主控组分，并利用多元回归分析建立各参数与材料配比之间的经验方程。最后结合工程案例配制相似模型材料，评价该材料的相似效果，并应用于水库型边坡模型试验过程中破坏模式和渗流场分析。试验结果表明：（1）相似材料各物理力学和水理参数分布范围较广，能满足岩质边坡模型试验对材料物理力学性能和渗流作用相似的需求，是一种理想的固-液两相材料；（2）相似材料各参数主控参量明显，便于通过调节配比模拟不同类型边坡岩体；（3）通过多元回归分析能够高效地配制边坡模型所需的相似材料，相似效果较好，边坡模型发生压剪变形破坏，分析了库水作用下模型试验过程中孔隙水压力变化规律。研究成果为进一步开展水库型岩质边坡模型试验多场演化特征研究提供参考。

关键词：相似材料固-液两相正交设计方法岩石力学水库型岩质边坡模型试验

涵顶-涵侧减载条件下高填方箱涵施工期受力特性

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岩土力学 2025年

作者：任一青陈保国任国卿杨振忠徐方中国地质大学(武汉)工程学院

高填方箱涵顶部铺设柔性填料能够大幅降低涵顶土压力，但同时也导致涵侧水平土压力和摩擦力显著增大，这很可能引起新的结构病害。为了进一步改善高填方箱涵受力状态，通过模型试验研究涵顶-涵侧同时铺设柔性填料后箱涵受力特性和减载... 详细信息

高填方箱涵顶部铺设柔性填料能够大幅降低涵顶土压力，但同时也导致涵侧水平土压力和摩擦力显著增大，这很可能引起新的结构病害。为了进一步改善高填方箱涵受力状态，通过模型试验研究涵顶-涵侧同时铺设柔性填料后箱涵受力特性和减载效果。采用模型试验探究了海绵和可发性聚苯乙烯板（expanded polystyrene board，EPS板）两种柔性减载时，涵顶、涵侧和基底土压力随填土高度的变化规律；并将土压力结果无量纲化处理后得到土压力系数，与既有柔性填料减载技术代表性研究成果进行对比分析，探讨涵顶、涵侧铺设柔性填料的减载效果。结果表明，在涵洞顶部和侧部同时铺设柔性填料能够有效改善箱涵的受力状态，涵顶和涵侧产生土拱效应，通过土拱将涵洞上部土压力转移到涵侧外部填土中，既明显缓解了涵顶土压力集中，又有效降低了涵侧水平土压力和基底压力。

关键词：箱型涵洞减载模型试验土压力土拱效应

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基于深度学习的可控源音频大地电磁二维反演

科学技术与工程 2025年第07期 2683-2690页

作者：汪茂谭捍东付兴中国地质大学(北京)信息工程学院中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院

可控源音频大地电磁(controlled-source audio-frequency magnetotellurics, CSAMT)采用人工场源，具有较强的抗干扰性，广泛应用于油气勘探、矿产普查等方面。传统的二维反演技术已发展成熟，深度学习目前在地球物理探测中有了一些研... 详细信息

可控源音频大地电磁(controlled-source audio-frequency magnetotellurics, CSAMT)采用人工场源，具有较强的抗干扰性，广泛应用于油气勘探、矿产普查等方面。传统的二维反演技术已发展成熟，深度学习目前在地球物理探测中有了一些研究进展，但深度学习在CSAMT反演中的研究还是空缺，因此开发基于深度学习的CSAMT二维反演算法对推进深度学习在电磁勘探中的发展非常有意义。对深度学习的卷积层、池化层、全连接层和UNet网络的特点进行了介绍；对如何构建训练集、本文所采用的UNet网络以及如何设置训练的各参数进行了阐述。将训练好的网络储存下来，在做反演计算时，将网络导入程序中，用网络对观测数据进行预测，得到反演结果。设计了多个理论模型进行反演试算，实验结果验证了算法的可靠性和有效性。对深度学习反演和数据空间OCAAM反演的计算时间进行了统计，在构建训练集和训练网络时需要较多时间，但采用训练好的网络反演的时间远低于传统反演的计算时间，具有反演速度快的特点。

关键词：深度学习 UNet CSAMT 反演

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全球高纯石英的双边和多边贸易格局演化研究

中国矿业 2025年

作者：管青刘韬略赵峥行王颖靳赞玉沈俊杰中国地质大学(北京)信息工程学院中国地质大学(北京)经济管理学院

作为半导体、光伏等战略性新兴产业的关键原材料，深入研究全球高纯石英供需现状和发展趋势有助于为制定相关贸易策略提供理论依据。为此，基于2019—2023年全球高纯石英贸易数据，运用复杂网络拓扑结构分析方法和网络模体研究方法，系... 详细信息

作为半导体、光伏等战略性新兴产业的关键原材料，深入研究全球高纯石英供需现状和发展趋势有助于为制定相关贸易策略提供理论依据。为此，基于2019—2023年全球高纯石英贸易数据，运用复杂网络拓扑结构分析方法和网络模体研究方法，系统研究了全球高纯石英贸易格局的双边和多边贸易格局演化特征。研究结果表明：①全球高纯石英贸易规模稳定但贸易额成倍增长；②贸易格局呈现出明显的“双核心-多需求”结构特征，美国和德国形成占比全球出口量60%的供给中心，而中国、日本、韩国和越南等亚洲国家为主要需求市场；③贸易格局呈现显著的区域转移趋势，越南的进口需求快速增长，同时马来西亚出口地位大幅提升；④中国的多边贸易格局较为丰富并以稳定局部贸易形态为主，而德国、美国和日本则以中介角色为主。因此，全球高纯石英贸易网络正在向更加复杂多元的方向发展，中国应积极构建多边贸易格局，发挥局部贸易格局的引领作用，尤其是与新兴供应国间的贸易合作关系。

关键词：高纯石英贸易格局复杂网络双边贸易格局多边贸易格局

安全疏散视角下高校教学楼人群分布差异性影响

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安全与环境学报 2025年

作者：张晓涛刘云璐贾胜辉陆愈实陆凯华宿迁学院建筑工程学院中国地质大学(武汉)工程学院

为了探索人群空间分布对高校教学楼疏散效率的影响，以高校教学楼为研究背景，基于计算机仿真与理论分析，研究了人群在竖直方向与水平方向空间分布差异性对疏散效率的影响规律与机制。结果表明：在竖直方向上，1层人群数量比例对整体... 详细信息

为了探索人群空间分布对高校教学楼疏散效率的影响，以高校教学楼为研究背景，基于计算机仿真与理论分析，研究了人群在竖直方向与水平方向空间分布差异性对疏散效率的影响规律与机制。结果表明：在竖直方向上，1层人群数量比例对整体疏散效率影响程度较大，但2层以上人群空间分布的差异性对疏散效率影响却并不显著；人群期望速度会影响疏散效率，但不会改变竖直空间分布对疏散效率的影响规律；在水平方向上，人群水平分布会显著影响疏散出口使用的均衡性，继而影响疏散效率。为了合理规划人群空间分布，推导了人群水平分布的优化模型，并验证了该模型的有效性，同时提出并验证了人群预先优化分布后再基于最短路径疏散管理模式的可行性。研究结果可为高校教学楼的人群疏散管理提供理论依据。

关键词：公共安全高校教学楼人群疏散空间分布计算机仿真

碎屑流滑坡变形及运动特征研究——以恩施市沙子坝滑坡为例

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水文地质工程地质 2025年第1期52卷 149-158页

作者：石子健陈稳盛逸凡徐光黎中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地质调查研究院湖北武汉430074

碎屑流滑坡往往具有高滑动速度及远距离滑移的运动学特征,并且滑坡滑动易对周边环境造成严重的破坏和巨大的财产损失。2020年7月21日,在特大暴雨的持续影响下,恩施沙子坝滑坡失稳滑动并发展为碎屑流滑坡,最终在清江堆积形成堰塞湖。为... 详细信息

碎屑流滑坡往往具有高滑动速度及远距离滑移的运动学特征,并且滑坡滑动易对周边环境造成严重的破坏和巨大的财产损失。2020年7月21日,在特大暴雨的持续影响下,恩施沙子坝滑坡失稳滑动并发展为碎屑流滑坡,最终在清江堆积形成堰塞湖。为了探究沙子坝滑坡滑动速度和位移等运动特征及运动演化规律,通过高精度无人机正射影像构建滑坡三维数值模型,基于室内试验获取滑体力学数据对模型细观参数进行标定,最后,使用颗粒流PFC^(3D)软件模拟滑坡从失稳到堆积的过程。通过模拟可得:沙子坝滑坡运动时间约757 s,平均速度可达4.9 m/s,平均滑移距离约960 m。滑坡动力学过程可分为失稳滑动(0~18 s)、流态传播(18~331 s)及低速堆积(331~757 s)3个阶段,且在滑动过程中表现出了碎屑流滑坡的“超距、失距”特征以及碎屑流滑坡的体积增大效应。滑体在清江的堆积体呈现靠近滑出崖口方向堆积较厚,远离滑坡方向较薄的类锥形堆积形态,模拟结果与实际情况吻合较好。模型较好地再现了沙子坝滑坡从失稳到堆积的滑动过程,可为类似碎屑流滑坡地质灾害的防治与研究提供参考。

关键词：碎屑流滑坡数值模拟离散元变形演化运动过程

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全球高纯石英的双边和多边贸易格局演化研究

中国矿业 2025年第2期34卷 503-511页

作者：管青刘韬略赵峥行王颖靳赞玉沈俊杰中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083 中国地质大学(北京)经济管理学院北京100083

作为半导体、光伏等战略性新兴产业的关键原材料,深入研究全球高纯石英供需现状和发展趋势有助于为制定相关贸易策略提供理论依据。为此,基于2019—2023年全球高纯石英贸易数据,运用复杂网络拓扑结构分析方法和网络模体研究方法,系统研... 详细信息

作为半导体、光伏等战略性新兴产业的关键原材料,深入研究全球高纯石英供需现状和发展趋势有助于为制定相关贸易策略提供理论依据。为此,基于2019—2023年全球高纯石英贸易数据,运用复杂网络拓扑结构分析方法和网络模体研究方法,系统研究了全球高纯石英贸易格局的双边和多边贸易格局演化特征。研究结果表明:(1)全球高纯石英贸易规模稳定但贸易额成倍增长;(2)贸易格局呈现出明显的“双核心-多需求”结构特征,美国和德国形成占全球出口量60%的供给中心,而中国、日本、韩国和越南等亚洲国家为主要需求市场;(3)贸易格局呈现显著的区域转移趋势,越南的进口需求快速增长,马来西亚出口地位大幅提升;(4)中国的多边贸易格局较为丰富并以稳定局部贸易形态为主,而德国、美国和日本以中介角色为主。因此,全球高纯石英贸易网络正在向更加复杂多元的方向发展,中国应积极构建多边贸易格局,发挥局部贸易格局的引领作用,尤其是与新兴供应国间的贸易合作关系。

关键词：高纯石英贸易格局复杂网络双边贸易格局多边贸易格局

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